[0027] 所述疊加電壓的有效值U計(jì)算方法包括：基波電壓和η次諧波電壓分量 馬的有效值平方和的平方根值。所述η次諧波電壓分量中η取5。
[0028] 所述數(shù)據(jù)處理控制單元通過FPGA模塊來實(shí)現(xiàn)，即，F(xiàn)PGA芯片XC6SLX9-TQG144。
[0029] 表1為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果一，表1的電力電容選用巨華電力電容 BSMJ-0. 415-15-3 15Kvar，設(shè)定所述極限電容值C為原容量的40%。
[0030] 表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)照表
其中，在計(jì)算電容量變化系數(shù)k時(shí)，單位時(shí)間為24小時(shí)，即在525V基波有效值下，一天 的電容變化量經(jīng)實(shí)測(cè)為〇. 〇8uF。
[0031] 表2為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果二，表2的電力電容選用上海威斯康電力電容 BSMJ0. 4-15-3和電容BSMJ 0. 45-15-3,設(shè)定所述極限電容值C為原容量的40%。
[0032] 表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)照表
其中，在計(jì)算電容量變化系數(shù)k時(shí)，單位時(shí)間為24小時(shí)，即在450V基波有效值下，一 天的電容變化量經(jīng)實(shí)測(cè)為〇. 12uF ;或在415V基波有效值下，一天的電容變化量經(jīng)過實(shí)測(cè)為 0.IluF0
[0033] 表3為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果三，表3的電力電容選用德力西自愈式低壓電容 器并聯(lián)電力電容器BSMJS0. 4 20-3 BSMJ，設(shè)定所述極限電容值C為原容量的40%。
[0034] 表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)對(duì)照表
其中，在計(jì)算電容量變化系數(shù)k時(shí)，單位時(shí)間為24小時(shí)，即在380V基波有效值下，一天 的電容變化量經(jīng)實(shí)測(cè)為〇. 〇63uF。
[0035] 本發(fā)明中基波有效值也可以認(rèn)為是理想狀態(tài)下的電壓有效值。
[0036] 從表1至表3可以看出，本發(fā)明的電容在線檢測(cè)預(yù)估電容剩余時(shí)間是切實(shí)有效的， 具有準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，在接近電容實(shí)際電容量接近電容損壞時(shí)的極限電容值C時(shí)，所結(jié)算 的結(jié)果越接近實(shí)測(cè)結(jié)果。因此，本實(shí)驗(yàn)裝置能完成必要的電容在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，其數(shù)據(jù)具有很 高的參考價(jià)值；學(xué)生通過電容測(cè)試單元可以對(duì)電力電容的使用有很深刻的了解，豐富了風(fēng) 光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)的科目。
[0037] 實(shí)施例3 如圖3所示，在實(shí)施例2基礎(chǔ)上，提供了一種風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，其中， 所述風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置還包括：用于進(jìn)行電容在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的電容測(cè)試單元，所述電 容測(cè)試單元的工作方法包括如下步驟： 步驟SlOO，獲得被測(cè)電容兩端的疊加電壓、基波電壓的有效值。
[0038] 采集被測(cè)電容兩端的電壓向量，并將該電壓向量分解出基波電壓％(〇和η次諧波 電壓分量士(〇，g卩，所述被測(cè)電容兩端的疊加電壓，SP
計(jì)算該疊加 電壓的有效值U，同時(shí)計(jì)算基波電壓的有效值U。；其中，獲得諧波和基波的方法是通過FFT 運(yùn)算得到，該方法在現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中已有大量描述，例如：李加升、柴世杰2009年9月發(fā)表 在期刊《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》上的論文"電能質(zhì)量諧波間諧波在線快速檢測(cè)方法研究"中 已有相關(guān)描述。本發(fā)明中電容為電力電容。
[0039] 步驟S200,獲得被測(cè)電容的實(shí)際電容量。
[0040] 建立電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中包括：各類型電容在僅有各基波的有效值所 分別對(duì)應(yīng)的電容聲壓級(jí)。
[0041] 預(yù)設(shè)被測(cè)電容類型、額定電容量C。，通過所述電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫獲得被測(cè)電容在 當(dāng)前基波電壓的有效值U。下對(duì)應(yīng)的電容聲壓級(jí);采集被測(cè)電容產(chǎn)生的聲音信號(hào)，以獲 得相應(yīng)電容聲壓級(jí) 通過公式
，計(jì)算出被測(cè)電容的實(shí)際電容量Cx ;其 中，所述電容聲壓級(jí)&Q通過建立電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫的方式獲得，即該數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有各類 型電容與僅有各基波電壓的有效值對(duì)應(yīng)的電容聲壓級(jí)，通過預(yù)設(shè)輸入被測(cè)電容的類型，以 及計(jì)算所得到當(dāng)前基波電壓的有效值，從電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫查找得到該電容對(duì)應(yīng)的電容聲 壓級(jí)數(shù)據(jù)；其中，僅有各基波電壓指的是無諧波電壓；計(jì)算相應(yīng)電容聲壓級(jí)^的方法在論 文文獻(xiàn)：2010年6月發(fā)表于《電子技術(shù)學(xué)報(bào)》的基于振動(dòng)信號(hào)的電容噪聲水平計(jì)算方法中已 被公開。
[0042] 步驟S300,通過建立電容量預(yù)估公式，計(jì)算出被測(cè)電容發(fā)生損壞的預(yù)期時(shí)間。
[0043] 步驟S310,建立電容量預(yù)估公式及電容量變化系數(shù)k計(jì)算公式。
[0044] 根據(jù)被測(cè)電容的實(shí)際電容量Cx和疊加電壓的有效值U建立電容量預(yù)估公式，即
其中，C為被測(cè)電容損壞時(shí)的極限電容值，t為電容損壞預(yù)期時(shí)間，k為單位時(shí) 間內(nèi)被測(cè)電容在當(dāng)前基波電壓的有效值U。下對(duì)應(yīng)的電容量變化系數(shù)，即，
Cxl和Cx2為在當(dāng)前基波電壓的有效值U。下的單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)電容的電容量初值和終值；電 容量變化系數(shù)k可以根據(jù)各類型電容與僅有各基波電壓的有效值經(jīng)過實(shí)測(cè)建立的電容量 變化系數(shù)數(shù)據(jù)庫得到，該電容量變化系數(shù)數(shù)據(jù)庫根據(jù)電容型號(hào)和相應(yīng)基波電壓的有效值查 找得到該電容對(duì)應(yīng)的電容量變化系數(shù)k，其具體獲取方法：各種基波電壓的有效值下所測(cè) 量的各類型電容在一段時(shí)間內(nèi)的電容量初值和終值，再換算出一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的電容 量初值和終值，根據(jù)預(yù)設(shè)被測(cè)電容的類型，以及計(jì)算所得到當(dāng)前基波電壓的有效值，從電容 量變化系數(shù)數(shù)據(jù)庫中查找的出該電容對(duì)應(yīng)的電容量變化系數(shù)k，為了便于計(jì)算，設(shè)電容在單 位時(shí)間內(nèi)的變化量是線性的。
[0045] 步驟S320,計(jì)算出被測(cè)電容發(fā)生損壞的預(yù)期時(shí)間。
[0046] 通過所述電容量預(yù)估公式推導(dǎo)出電容損壞預(yù)期時(shí)間t的計(jì)算公式，即
設(shè)定所述極限電容值C，以計(jì)算出被測(cè)電容發(fā)生損壞的預(yù)期時(shí)間，即被測(cè)電容的使用壽命； 其中，極限電容值C由人為設(shè)定，也為電容量發(fā)出警告的閾值，便于對(duì)電容進(jìn)行在線評(píng)估。
[0047] 進(jìn)一步，所述疊加電壓的有效值U通過基波電壓％ (Π 和η次諧波電壓分量乂 (?)的 有效值平方和的平方根值獲得。
[0048] 進(jìn)一步，考慮到諧波能量分布，所述η次諧波電壓分量S…中η取5。
[0049] 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的 原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何 修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨 在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修 改例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，其特征在于，所述風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置 包括；光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元、風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元，W及與所述蓄電池相連的離網(wǎng)逆變模塊； 所述光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元包括；光伏并網(wǎng)逆變模塊、直流開關(guān)模塊、光伏組件模塊； 所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)模塊、主變壓器模塊、濾波補(bǔ)償裝置模塊； 所述工作方法包括：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將各導(dǎo)線分別插接各模塊附近的輸入輸出孔W使相應(yīng)模 塊的輸入、輸出端相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，其特征在于，所述風(fēng)光 互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置還包括：用于進(jìn)行電容在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的電容測(cè)試單元，所述電容測(cè)試單 元的工作方法包括如下步驟： 步驟一：采集被測(cè)電容兩端的電壓向量，并將該電壓向量分解出基波電壓邱約和η次 諧波電壓分量馬(。，即可得出所述被測(cè)電容兩端的疊加電壓，即的=邱議+?的，然 后計(jì)算該疊加電壓的有效值U，基波電壓的有效值U。； 步驟二：建立電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中包括；各類型電容的與僅有各基波的有 效值分別對(duì)應(yīng)的電容聲壓級(jí)； 預(yù)設(shè)被測(cè)電容類型、額定電容量C。，根據(jù)被測(cè)電容類型及當(dāng)前基波電壓的有效值U。從 所述電容聲壓級(jí)數(shù)據(jù)庫獲得相應(yīng)電容聲壓級(jí)與0 ; 采集被測(cè)電容產(chǎn)生的聲音信號(hào)，W獲得相應(yīng)電容聲壓級(jí)^雖;，通過公式，計(jì)算出被測(cè)電容的實(shí)際電容量。； 步驟Η;根據(jù)被測(cè)電容的實(shí)際電容量。和疊加電壓的有效值U建立電容量預(yù)估公式， 即;其中，C為被測(cè)電容損壞時(shí)的極限電容值，t為電容損壞預(yù)期時(shí)間，k為單位 時(shí)間內(nèi)被測(cè)電容在當(dāng)前基波電壓的有效值U。下對(duì)應(yīng)的電容量變化系數(shù)，即，，其中，和為單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)電容的電容量初值和終值； 設(shè)定所述極限電容值C，通過所述電容量預(yù)估公式推導(dǎo)出電容損壞預(yù)期時(shí)間t的計(jì)算 公式，，W計(jì)算出被測(cè)電容發(fā)生損壞的預(yù)期時(shí)間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，其特征在于，所述疊加 電壓的有效值U通過基波電壓哨約和η次諧波電壓分量^的的有效值平方和的平方根值 獲得。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，其特征在于，所述η次諧 波電壓分量與讒中η取5。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)仿真實(shí)驗(yàn)裝置的工作方法，包括：光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元、風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元，以及與所述蓄電池相連的離網(wǎng)逆變模塊；所述光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元包括：光伏并網(wǎng)逆變模塊、直流開關(guān)模塊、光伏組件模塊；所述風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)模塊、主變壓器模塊、濾波補(bǔ)償裝置模塊；所述各模塊分別通過插接實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連；本發(fā)明通過所包含的光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元、風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)單元以完成光伏和風(fēng)能并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號(hào)】CN105319459
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410480111
【發(fā)明人】吳正明
【申請(qǐng)人】吳正明
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年9月18日